Ksenon chroni przed odległymi skutkami urazu mózgu

Urazowe uszkodzenie mózgu (traumatic brain injury, TBI) powodowane przez upadki, wypadki komunikacyjne oraz skutki przemocy jest w krajach rozwiniętych główną przyczyną śmierci i niepełnosprawności osób poniżej 45. roku życia. Po pierwotnym urazie, spowodowanym na przykład przez początkową siłę upadku lub wypadku samochodowego, następują obrażenia wtórne, które pojawiają się minuty, godziny i dni później. Te wtórne szkody są w dużej mierze odpowiedzialne za niepełnosprawność umysłową i fizyczną związaną z TBI, dotychczas jednak nie było terapii, którą dałoby się zastosować po urazie, aby im zapobiec. Pacjenci z TBI, którzy przeżyją uraz, mają zmniejszoną średnią długość życia oraz zwiększone ryzyko rozwoju choroby Alzheimera lub innych demencji w późniejszym życiu.

Teraz naukowcy z Imperial College w Londynie oraz Uniwersytetu Johannesa Gutenberga w Moguncji (Niemcy) odkryli, że ksenon podawany myszom wkrótce po TBI zapobiega wczesnej śmierci i długotrwałym zaburzeniom poznawczym oraz chroni samą tkankę mózgową. Jak wykazały pierwsze tego rodzaju badania obejmujące cała długość życia myszy, zwierzęta leczone ksenonem miały podobną oczekiwaną długość życia, funkcje poznawcze i integralność tkanki mózgowej jak osobniki, które nigdy nie doznały uszkodzenia mózgu.

Wcześniej ten sam zespół kierowany przez dr Roberta Dickinsona z Imperial College wykazał, że ksenon ogranicza wczesne uszkodzenie mózgu i poprawia długoterminową funkcję motoryczną u myszy z TBI. Jednak naukowcy musieli jeszcze zbadać wpływ ksenonu na oczekiwaną długość życia, długoterminowe funkcje poznawcze oraz degenerację tkanki mózgowej po TBI – dlatego tym razem analizowano wpływ ksenonu w ciągu całego życia myszy.

Zwierzęta losowo przydzielono do jednej z trzech grup: TBI plus ksenon, TBI kontrolne i zdrowa grupa kontrolna. W znieczuleniu ogólnym i przy długotrwałym łagodzeniu bólu zadziałano mechanicznie z kontrolowaną siłą na mózgi grupy kontrolnej TBI i grup ksenonowych TBI. Zdrowa grupa kontrolna otrzymała znieczulenie, ale nie działano mechanicznie na jej mózgi. Naukowcy podali ksenon jednej z tych grup (grupa ksenonowa TBI), podczas gdy dwie pozostałe otrzymywały przez ten sam czas gaz kontrolny.

Wszystkie trzy grupy przeszły testy badające zdolność do uczenia się oraz pamięć po dwóch tygodniach oraz po 20 miesiącach od urazu (myszy w tym wieku odpowiadają ludziom po osiemdziesiątce). Naukowcy zarejestrowali również moment śmierci myszy i zbadali ich tkankę mózgową.

Jak się okazało, myszy z urazowym uszkodzeniem mózgu, którym podano ksenon, żyły tak samo długo, jak zdrowa grupa kontrolna, która nie odniosła urazu. Natomiast w grupie kontrolnej z TBI rozwinęło się późne uszkodzenie poznawcze, a kluczowe obszary mózgu zaangażowane w funkcjonowanie poznawcze zostały uszkodzone.

Ksenon zapobiegał utracie komórek mózgowych w hipokampie (obszar mózgu związany z uczeniem się i pamięcią) oraz degeneracji włókien nerwowych w ciele modzelowatym (które łączy dwie półkule mózgu), co może wyjaśniać poprawę funkcji poznawczych. Wykazano również, że ksenon ogranicza długotrwałe zapalenie mózgu, które uważa się za związane z upośledzeniem funkcji poznawczych w chorobie Alzheimera i innych demencjach.

„Chociaż ksenon nie został jeszcze przetestowany pod kątem TBI u ludzi, nasze odkrycia należą do coraz większej liczby dowodów sugerujących, że może on być stosowany po urazach głowy, aby zapobiec rozwojowi wtórnych urazów - powiedziała dr Rita Campos-Pires, główna autorka badania. - Ksenon wydaje się działać na wiele sposobów, ale jednym z najbardziej prawdopodobnych mechanizmów wyjaśniających jego działanie ochronne na tkankę mózgową jest hamowanie receptorów w mózgu znanych jako receptory NMDA, które ulegają nadmiernej aktywacji po uszkodzeniu mózgu”.

Ksenon jest gazem szlachetnym - w normalnych warunkach nie tworzy związków chemicznych. Jest niepalny, nietoksyczny, nie ma barwy, smaku ani zapachu. Jednak, co odkryto w roku 1951, ma działanie biologiczne - może być stosowany do znieczulania pacjentów - choć ze względu na cenę był niezwykle rzadko stosowany. Wiadomo, że ma niewiele skutków ubocznych i może być łatwo podawany drogą wziewną lub mechanicznie wentylowanym pacjentom TBI na oddziale intensywnej terapii. Autorzy badań mają nadzieję, że wkrótce można będzie zastosować ten gaz u pacjentów po urazach. (PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ agt/